Модернизация конструкции рабочего оборудования дорожно-строительной машины бульдозера ДЗ-59

     По  характеру работы различают смесительные машины периодического (циклического) и непрерывного действия. В смесителях цикличного действия (рис. 2.3, а...г) перемешивание компонентов и выдача готовой смеси осуществляются отдельными порциями. Каждая новая порция компонентов бетона или раствора может быть загружена в смеситель лишь после того, как из него будет выгружен готовый замес. Смесители цикличного действия обычно применяют при частой смене марок бетонных смесей или растворов. В них можно регулировать продолжительность смешивания. 

     

 

     Рисунок 2.3 – Схема перемешивания материалов в смесительных машинах 

     В смесителях непрерывного действия (см. рис. 2.3, д) загрузка компонентов, их перемешивание и выдача готовой смеси осуществляются одновременно и непрерывно. Отдозированные компоненты непрерывным потоком поступают в смеситель и смешиваются лопастями при продвижении от загрузочного отверстия к разгрузочному. Готовая смесь непрерывно поступает в транспортные средства или расходный бункер. Смесители непрерывного действия наиболее целесообразно применять для приготовления больших объемов бетонной или растворной смеси одной марки.

     Главным параметром смесительных машин цикличного действия является объем готового замеса (л), выданный за один цикл работы, смесителей непрерывного действия — объем готовой продукции (м³), выдаваемой машиной за 1 ч работы.

     По  принципу смешивания компонентов различают машины со смешиванием при свободном падении материалов (гравитационные) и с принудительным смешиванием (принудительного действия). В смесителях принудительного действия орбиты составляющих имеют вынужденный характер, в гравитационных — свободный. Гравитационный смеситель вращается относительно горизонтальной или наклонной (под углом до 15°) оси барабана с лопастями на внутренней поверхности (рис. 2.3, а).

     Лопасти непрерывно подхватывают и поднимают  компоненты смеси на определенную высоту, при достижении которой они свободно падают потоком с лопастей под действием силы тяжести; смешивание происходит в результате столкновения падающих потоков компонентов. Во избежание возникновения центробежных сил, препятствующих свободной циркуляции смеси внутри барабана, частота его вращения обычно не превышает 0,3...0,4 с^-1. В смесителях с принудительным смешиванием компоненты смеси принудительно перемешиваются в неподвижном барабане или чаше с горизонтальными, наклонными или вертикальными лопастными валами (рис. 2.3, б, д) или лопастным ротором (рис. 2.3, в, г), вращающимися внутри смесительной емкости. Смесители с горизонтальными смесительными валами называют лотковыми, с вертикальными валами — тарельчатыми.

     

     Рисунок 2.4 – Передвижной гравитационный смеситель с объемом готового замеса 65 л: а – общий вид;б – кинематическая схема. 

     По  способу установки смесители  подразделяют на передвижные и стационарные. Передвижные смесители используют при небольших объемах строительных и ремонтно-строительных работ на рассредоточенных объектах, а стационарные входят в состав технологических линий бетонорастворосмесительных установок средней и большой производительности бетонных и растворных заводов.

     Подбор  состава заключается в определении  рационального соотношения между  компонентами бетонной смеси в соответствии с предъявляемыми требованиями:

• к подвижности (жесткости) бетонной смеси;
• к объему вовлеченного воздуха (или выделившегося газа) в свежеуложенной бетонной смеси;
• к долговечности бетона, т.е. длительной и устойчивой его работе в окружающей среде в соответствии с проектными марками морозостойкости;
• к прочности бетона в соответствии с проектными марками прочности.

     Наиболее существенное положительное влияние на воздухоудерживающую способность бетонной смеси оказывает увеличение относительной доли песка в смеси заполнителей (или коэффициента раздвижки щебня раствором), дисперсности песка и количества воздухововлекающей добавки. Устойчивость кромок и боковых граней свежеотформованной плиты повышается с уменьшением подвижности бетонной смеси, крупности заполнителя и с увеличением относительной доли песка в смеси заполнителей (коэффициента раздвижки щебня раствором).

     Показатель подвижности (жесткости) бетонной смеси должен назначаться  с учетом уплотняющей способности  бетоноотделочной машины, скорости бетонирования, удобообрабатываемости (отделываемости), длительности транспортирования, периода между укладкой и уплотнением, температуры воздуха в период производства работ.

     Объем вовлеченного воздуха должен назначаться по стандарту  на дорожный бетон с учетом длительности транспортирования бетонной смеси  и температуры воздуха в период производства работ. Содержание воздуха  в бетонной смеси при подборе  состава бетона следует регулировать изменением дозировки воздухововлекающей добавки.

     При подборе состава  определение показателя подвижности, объема вовлеченного воздуха, а также  изготовление контрольных образцов должно производиться не ранее 30 мин  и не позднее 60 мин после приготовления  бетонной смеси. Бетонная смесь должна быть защищена от испарения воды затворения.

     При подборе состава  бетона с воздухововлекающей или  комплексной добавкой ПАВ (совместно  пластифицирующей и воздухововлекающей) необходимо, как правило, подвижность  бетонной смеси, кроме осадки конуса, оценивать и показателем жесткости.

     Подбор состава  бетона должен производиться расчетно-экспериментальным  методом с расчетом по формулам и  графикам и с последующим уточнением экспериментальным путем в следующем  порядке:

• определить расчетным путем ориентировочное водоцементное отношение (В/Ц), необходимое для получения заданной марки бетона по прочности на растяжение при изгибе;
• назначить в зависимости от требований к бетону средний объем вовлеченного воздуха и ориентировочное количество добавки ПАВ;
• определить водопотребность бетонной смеси принятой подвижности (жесткости) на основе имеющегося в лаборатории опыта или по рекомендуемым в литературе таблицам и графикам;
• рассчитать по величинам водопотребности и В/Ц содержание цемента в 1 м3 бетона;
• назначить коэффициент раздвижки крупного заполнителя раствором и найти содержание крупного заполнителя в 1 м3 бетона;
• рассчитать содержание песка в 1 м3 бетона.

     Бетонную смесь  при подборе состава следует  приготавливать в бетоносмесителях, например марки С-674А, с объемом 60 л, поскольку от способа перемешивания компонентов зависит объем вовлеченного воздуха. Длительность перемешивания после введения раствора ПАВ и воды затворения должна быть в пределах 1,5-2 мин. 
 
 

     2.3.2 Расчет состава бетона 

     Водоцементное отношение следует рассчитывать по следующей формуле:  

                                                    (2.2) 

     где – предел прочности цемента на растяжение при изгибе;

     – марка бетона по прочности на растяжение при изгибе.

     Содержание воды следует назначать не более 165-170 кг.

     Для снижения водопотребности бетонной смеси, помимо совместного применения пластифицирующих и воздухововлекающих добавок ПАВ, следует применять обогащенные мелкие и крупные заполнители, укрупняющие добавки природного и дробленого песков.

     Содержание  цемента следует определять по формуле: 

                                                           (2.3) 

     где В - содержание воды, кг/м³;

     Ц - содержание цемента, кг/м³.

     Содержание  крупного заполнителя следует определять по формуле: 

                                                    (2.4) 

     где КЗ – содержание крупного заполнителя в 1 м³ бетона, кг;

       – коэффициент раздвижки, минимальное значение которого для бетона с вовлеченным воздухом в зависимости от крупности песка следует назначать в пределах 1,7-1,9 и в дальнейшем уточнить экспериментально;

       – пустотность крупного заполнителя в стандартном насыпном состоянии в виде относительной величины, которую следует находить по формуле: 

                                                     (2.5) 

     - объемная насыпная масса крупного заполнителя, кг/л;

     -плотность  крупного заполнителя,  кг/л, определяемая  по стандарту на  методы испытания  щебня из естественного  камня, гравия, щебня  из гравия для  строительных работ.

     Минимальное значение коэффициента раздвижки щебня  раствором в зависимости от крупности  песка следует принимать равным:

• 1,7 - для мелких песков с модулем крупности от 1,5 до 2;
• 1,8 - для средних песков с модулем крупности от 2 до 2,5;
• 1,9 - для крупных песков с модулем крупности более 2,5.

     Максимально возможное значение коэффициента раздвижки  разрешается уточнять экспериментально на пробных замесах путем построения графика зависимости осадки конуса и показателя жесткости бетонной смеси с одинаковым В/Ц и водосодержанием от коэффициента раздвижки.

     Максимальное  значение коэффициента раздвижки соответствует  значению коэффициента раздвижки на графике, при котором показатели подвижности и жесткости бетонной смеси существенно не изменяются по сравнению со смесью с минимальными коэффициентами раздвижки.

     Максимальное  значение коэффициента раздвижки не должно превышать минимальное значение более чем на 0,2-0,3.

     Под крупным заполнителем следует понимать смесь отдельных его фракций, подбираемую экспериментально по наибольшей массе.

     Содержание  песка в 1 м³ бетона следует определять по формуле: 

                                (2.6) 

     где П – содержание цемента в 1 м³ бетона, кг;

       – объем вовлеченного воздуха в 1 м³ бетона, принимаемый по стандарту на дорожный бетон, л;

     и – соответственно плотности цемента и песка, кг/л.

     Для обеспечения необходимого количества вовлеченного воздуха следует при расчете состава бетона назначить добавку СНВ (смолы нейтрализованной воздухововлекающей) в количестве 0,01-0,02% от массы цемента в расчете на сухое вещество смолы и добавку СДБ (сульфитно-дрожжевой бражки) в количестве 0,2% от массы цемента в расчете на сухое вещество.

     Требуется подобрать состав бетона для однослойного покрытия автомобильной дороги марок  по прочности на растяжение при изгибе 50 (5 МПа), по прочности при сжатии 350 (35 МПа), а по морозостойкости Мрз 200. Бетон укладывают бетоноукладочной машиной на гусеничном ходу со скользящими формами со скоростью до 2 м/мин (требуемая осадка конуса смеси равна 2 см). Материалы: цемент марки 400 (40 МПа) прочностью на растяжение при изгибе 6 МПа, плотность - 3,1 кг/л; крупный заполнитель - гранитный щебень, состоящий из 60% фракции 5-20 мм и 40% фракции 20-40 мм; плотность щебня - 2,60 кг/л, объемная насыпная масса смеси фракции - 1,47 кг/л; пустотность щебня - 0,435; мелкий заполнитель - песок с модулем крупности 2,2; плотность - 2,60 кг/л; вода - питьевая; добавки ПАВ - СДБ и СНВ.

     Определяем  В/Ц 
 
 

     Это меньше предельного значения В/Ц  по ГОСТ на дорожный бетон.

     Для расчетов принимаем расход воды, равный 150 кг.

     Расход  цемента: 
 
 

     Расход  добавок составляет:

     Концентраты сульфитно-дрожжевой бражки

     СДБ=0,002385=0,77 кг,